JPS63155241A - アドレス空間制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目　次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段 作用 実施例 ■、実施例と第１図との対応関係 ■、実施例の構成 ■、実施例の動作 ■、実施例のまとめ ■９発明の変形様態 発明の効果 〔概　要〕 アドレス空間制御方式であって、切替情報格納手段を基
にして、格納手段において処理手段が直接処理を行なう
ことができるアドレス空間をバンり切替手段によって切
り替えることにより、アドレス空間を有効に使用するこ
とができる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、アドレス空間制御方式に関し、特に、コンピ
ュータシステムにおいて、中央演算装置（Ｃｅｎｔｒａ
ｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ、以後ＣＰＵと称
する）の処理アドレス空間を切り替えるアドレス空間制
御方式に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、公知のコンピュータシステムにおいて、メモリ
に格納されたプログラムを実行する場合、中央演算装置
がメモリのアドレスを指定し、指定されたアドレスに格
納されたデータを読み出して処理を行なう。

アドレスを指定するための信号線（アドレスバス）を例
えば１６本（１６ビツト）持っているＣＰＵは、２”　
（＝６５５３６．　６４Ｋ）バイトのアドレス空間を持
ち、６４にバイトのメモリを直接制御することができる
。また、アドレスバスを増やすことで、アドレス空間を
拡大することが可能である。

例えば、３つのプログラムＡ、Ｂ、Ｃを実行する場合の
従来のアドレス空間の使用例を第６図に示す。メモリ６
４１は、アドレス空間に対応しており、アドレス空間と
同じ大きさを持ったメモリとする。尚、アドレス空間内
には、プログラムの他にプログラムの実行に必要なデー
タを格納するデータ領域が存在するものとする。

第６図（ａ）は、３つのプログラムＡ、　Ｂ、　Ｃが相
互に関連しない場合のアドレス空間の使用例で、プログ
ラムＡ、プログラムＢ、プログラムＣの順に実行するも
のとする。プログラムＡの実行が終わると、プログラム
Ａを消去した後に、またはプログラムＡに上書きして、
補助記憶装置６４３に格納されているプログラムＢをメ
モリ６４１にロードする。そして、プログラムＢの実行
を行ない、実行が終わると、同様にして、プログラムＣ
を補助記憶装置６４３からメモリ６４１にロードして実
行を行なう。

第６図（ｂ）は、３つのプログラムＡ、　Ｂ、　Ｃが相
互に関連する場合のアドレス空間の使用例である。プロ
グラムＢがプログラムＡのサブルーチンであり、更にプ
ログラムＣがプログラムＢのサブルーチンであるものと
する。

プログラムＡを実行中にプログラムＢの呼出しがあると
、補助記憶装置６４３に格納されたプログラムＢをメモ
リ６４１にロードして実行し、更にプログラムＢの実行
中にプログラムＣの呼出しがあると、補助記憶装置６４
３に格納されたプログラムＣをメモリ６４１にロードし
て実行する。

プログラムＣの実行が終了すると、プログラムＢの実行
中にプログラムＣを呼び出した次のアドレスからプログ
ラムＢの処理を再開する。同様にして、プログラムＢの
実行が終了すると、プログラムＡの実行中にプログラム
Ｂを呼び出した次のアドレスからプログラムへの処理を
再開する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第６図（ａ）に示すような相互に関連のない複数のプロ
グラムを実行した場合は、実行中のプログラムのみがア
ドレス空間内に存在した。

ところが、第６図（ｂ）では、プログラムＡからプログ
ラムＢを呼び出し、更にプログラムＢからプログラムＣ
を呼び出して、プログラムＣを実行しているときにも、
実行していな°いプログラムＡ、プログラムＢがアドレ
ス空間内になければならなかった。

このように、相互に関連のあるプログラムを実行する場
合は、あるプログラムから別のプログラムを呼び出して
実行した後に元のプログラムに戻って実行を再開するた
めに、同じアドレス空間内に関連のある全てのプログラ
ムとそれらのデータ領域を用意しなければならず、アド
レス空間が無駄に使われるという問題点があった。

本発明は、このような点にかんがみて創作されたもので
あり、アドレス空間を有効に使用するようにしたアドレ
ス空間制御方式を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は、本発明のアドレス空間制御方式の原理ブロッ
ク図である。

図において、処理手段１１１は、プログラム及びデータ
を処理する。

格納手段１４１は、処理手段１１１が処理を行なうプロ
グラム及びデータを格納する。

バンク切替手段１２１は、処理手段１１１からの指示に
応答して、格納手段１４１において処理手段１１１が直
接処理を行なうことができるアドレス空間を切り替える
。

切替情報格納手段１３１は、バンク切替手段１２１によ
って切り替えられるアドレス空間及び処理手段１１１の
処理状態に関する情報を格納する。

従って、全体として、バンク切替手段１２１によって処
理手段１１１のアドレス空間を切り替えるように構成さ
れている。

〔作　用〕

処理手段１１１は、格納手段１４１に格納されているプ
ログラムとデータの処理を行なう。

バンク切替手段１２１は、処理手段１１１からの指示に
応答して、格納手段１４１において処理手段１１１が直
接処理を行なうことができるアドレス空間を切り替える
。アドレス空間を切り替えるときのアドレス空間及び処
理手段１１１の処理状態に関する情報は、切替情報格納
手段１３１に格納する。

本発明にあっては、切替情報格納手段１３１に格納され
た情報を基にして、処理手段１１１のアドレス空間を切
り替えるのでアドレス空間の有効利用が可能となる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明のアドレス空間制御方式を適用したコ
ンピュータシステムの構成を示す。

■、　　　　と　１ズとの・心　− ここで、本発明の実施例と第１図との対応関係を示して
おく。

処理手段１１１は、中央処理部２１１に相当する。

バンク切替手段１２１は、マツピング機構部２２１、マ
ツピング切替制御部２３１に相当する。

切替情報格納手段１３１は、切替情報レジスタ２３３に
相当する。

格納手段１４１は、メモリ２４１に相当する。

ニー大旌斑傅揚虞 以上のような対応関係があるものとして、以下本発明の
実施例について説明する。

第２図において、コンピュータ２００は、プログラム及
びデータの処理を行なう中央処理部２１１、外部の周辺
機器とのデータの入出力を行なう周辺制御部２６１、外
部との通信を制御する通信制御部２５１、プログラム、
データを格納するメモリ　（ＲＡＭ）２４１、中央処理
部２１１の処理を行なうアドレス、空間のバンク切り替
えを行なうマツピング機構部２２１、マツピング機構部
２２１の制御を行なうマツピング切替制御部２３１とか
ら成っている。更に、マツピング切替制御部２３１は、
その内部にマツピング機構部２２１による切り替えの情
報を格納する切替情報レジスタ２３３を持っている。

中央処理部２１１は、周辺制御部２６１１通信制御部２
５１．マツピング機構部２２１．マフピング切替制御部
２３１と接続され、更に、マツピング機構部２２１とマ
ツピング切替制御部２３１、マツピング機構部２２１と
メモリ２４１が接続されている。

また、周辺制御部２６１には、プログラムの実行結果を
印刷紙（図示せず）に印刷するプリンタ２６３、プログ
ラムやデータを入力するキーボード２６５、情報を表示
するディスプレイ２６７、プログラムやデータを保存す
るためのハードディスク装置２６９．フロッピーディス
ク装置２７１の周辺機器が接続されている。これらは、
コンビュータ２００の周辺機器となるものである。

且−大嵐凱立飲作 第３図は、実施例におけるアドレス空間制御方式の動作
説明図である。また、第４図は切替情報レジスタ２３３
に格納された情報の説明図、第５図は中央処理部２１１
のアドレス空間の説明図である。

いま、プログラムＡからプログラムＢを呼び出し、更に
プログラムＢからプログラムＣを呼び出す場合を考える
。また、３つのプログラムＡ、Ｂ。

Ｃとは別のプログラムＤが常にアドレス空間上に存在し
、プログラムＤにはシステムプログラムやデータ領域が
含まれているものとする。尚、プログラムＤと他のプロ
グラム（３つのプログラムＡ。

Ｂ、Ｃの内の何れか１つのプログラム）は、中央処理部
２１１のアドレス空間に納まる大きさとする。

最初に、中央処理部２１１がプログラムＡ（プログラム
Ａは、既に中央処理部２１１のアドレス空間内にあるも
のとする）の実行を開始する（ステップ３１１）。

マツピング切替制御部２３１は、中央処理部２１１によ
るプログラムＡの実行が終了したか否かを判定する（ス
テップ３１２）。プログラムＡの実行が終了していない
場合はステップ３１２で否定判断して、次にマフピング
切替制御部２３１は、プログラムＡから他のプログラム
へのジャンプ命令が中央処理部２１１から検出されたか
否かを判定する（ステップ３１３）。

プログラムＡから他のプログラムへのジャンプ命令が検
出されないときは、ステップ３１３で否定判断して、ス
テップ３１２の実行終了の判定以降を繰り返す。

中央処理部２１１で実行中のプログラムＡの中で他のプ
ログラムへのジャンプ命令が実行されると、マツピング
切替制御部２３１はそれを検出して（ステップ３１３の
肯定判断）、次にそのジャンプ命令がサブルーチンの呼
出しく以下この呼出し命令をＣＡＬＬとする）であるか
否かを判定する（ステップ３１４）。

尚、ここでは、あるプログラムから別のプログラムへの
ジャンプ命令として、ＣＡＬＬとサブルーチンからメイ
ンプログラムへの復帰命令（以下この復帰命令をＲＥＴ
ＵＲＮとする）のみを考える。

マツピング切替制御部２３１は、中央処理部２１１で実
行中のプログラムＡからサブルーチン（プログラムＢ）
のＣＡＬＬを検出すると、ステップ３１４で肯定判断し
、次に、現在実行中のプログラムＡに関するマツピング
情報Ａを格納する（ステップ３１５）。

マツピング情報とは、マフピング機構部２２１が中央処
理部２１１のアドレス空間をメモリ２４１のどの部分に
割り当てているかという情報であり、後にサブルーチン
（プログラムＢ）からプログラムＡに復帰するときに利
用される。このマツピング情報は、マツピング切替制御
部２３１の内部にある切替情報レジスタ２３３に格納さ
れる。

次に、中央処理部２１１のレジスタの内容（レジスタ情
Ｉｉ！Ａ）を切替情報レジスタ２３３に退避する（ステ
ップ３１６）。第４図に示す手順１にステップ３１５．
ステップ３１６が実行された後の切替情報レジスタ２３
３め内容を示す。

上述のマツピング情報、レジスタ情報の格納が終わると
、マフピング機構部２２１はマツピング切替制御部２３
１の制御によってバンク切り替えを行なって、中央処理
部２１１のアドレス空間をメモリ２４１のプログラムＡ
が格納されている部分からプログラムＢが格納されてい
る部分に切り替える（ステップ３１７）。この状態では
、プログラム八にプログラムＢを上書きした形になる。

次に、中央処理部２１１は、プログラムＢの実行を開始
しくステップ３１８）、マツピング切替制御部２３１は
、ステップ３１２での実行終了が否かの判定以降を繰り
返す。

上述のプログラムへの場合と同様に、プログラムＢを実
行した場合もサブルーチン（プログラムＣ）の呼び出し
があり、マツピング切替制御部２３１は中央処理部２１
１で実行中のプログラムＢのＣＡＬＬを検出すると、ス
テップ３１４で肯定判断して、次に、プログラムＢに関
するマツピング情報Ｂの切替情報レジスタ２３３への格
納（ステップ３１５）、サブルーチン（プログラムＣ）
を呼び出したときの中央処理部２１１のレジスタ内容（
レジスタ情報Ｂ）の切替情報レジスタ２３３への退避を
行なう　（ステップ３１６）。このときの切替情報レジ
スタ２３３の内容を第４図の手順２に示す。

そして、マツピング機構部２２１はマツピング切替制御
部２３１の制御によってバンク切り替えを行なって、中
央処理部２１１のアドレス空間をメモリ２４１のプログ
ラムＢが格納されている部分からプログラムＣが格納さ
れている部分に切り替える（ステップ３１７）。

次に、中央処理部２１１は、プログラムＣを実行しくス
テップ３１８）、マツピング切替制御部２３１は、ステ
ップ３１２の実行終了か否かの判定以降を繰り返す。

中央処理部２１１でのプログラムＣの処理が最後まで進
んでＲＥＴＵＲＮを実行すると、マツピング切替制御部
２３１は、ステップ３１３での他のプログラムへのジャ
ンプ命令が中央処理部２１１で実行されたか否かの判定
で肯定判断して１０次にその命令が、ＣＡＬＬであるか
否かの判定を行なう　（ステップ３１４）。

マツピング切替制御部２３１は、ＣＡＬＬではなく　Ｒ
ＥＴＵＲＮを検出すると、ステップ３１４で否定判断し
て、次に、切替情報レジスタ２３３に格納されたマツピ
ング情報の読出しを行なう　（ステップ３１９）。

切替情報レジスタ２３３には、第・を図の手順２に示す
情報が格納されているので、マツピング情報の内で下段
（最後に格納された情報）のマツピング情報Ｂを読み出
す。

そして、マツピング切替制御部２３１はステップ３１９
で読み出したマツピング情報を基にしてマフピング機構
部２２１に指示を送り、マツピング機構部２２１はバン
ク切り替えを行なって、中央処理部２１１のアドレス空
間をメモリ２４１のプログラムＣが格納されている部分
からプログラムＢが格納されている部分に切り替える（
ステップ３２０）。

次ニ、中央処理部２１１のレジスタの状態を、プログラ
ムＢからサブルーチン（プログラムＣ）を呼び出したと
きの状態に復元する（ステップ３２１）。切替情報レジ
スタ２３３には、第４図の手順２に示す情報が格納され
ているので、レジスタ情報の内で下段（最後に格納され
た情報）のレジスタ情ｆＩｉＢを読み出して、中央処理
部２１１に転送する。

ステップ３１９でのマツピング情報Ｂの続出し。

ステップ３２０でのレジスタ情ＩＩＢの読出しが終わる
と、切替情報レジスタ２３３内のマツピング情！１３　
Ｂ　、　　レジスタ情報Ｂを削除する（ステップ３２２
）。このときの切替情報レジスタ２３３の内容を第４図
の手順３に示す。

中央処理部２１１では、プログラムＢでサブルーチンを
呼び出した直後から処理を再開しくステップ３２３）、
マツピング切替制御部２３１は、ステップ３１２の実行
終了か否かの判定以降を繰り返す。

中央処理部２１１でのプログラムＢの処理が最後まで進
んでＲＥＴＵＲＮを実行すると、マツピング切替制御部
２３１は、ステップ３１３での他のプログラムへのジャ
ンプ命令が中央処理部２１１で実行されたか否かの判定
で肯定判断して、次にその命令が、ＣＡＬＬであるか否
かの判定を行なう　（ステップ３１４）。

マツピング切替制御部２３１は、ＲＥＴＵＲＮを検出す
ると、ステップ３１４で否定判断して、次に、切替情報
レジスタ２３３に格納されたマツピング情報の読出しを
行なう　（ステップ３１９）。

切替情報レジスタ２３３には、第４図の手順３に示す情
報が格納されているので、マツピング情報Ｂを読み出す
。

そして、マツピング切替制御部２３１はステップ３１９
で読み出したマツピング情報Ｂを基にしてマツピング機
構部２２１に指示を送り、マツピング機構部２２１はバ
ンク切り替えを行なって、中央処理部２１１のアドレス
空間をメモリ２４１のプログラムＢが格納されている部
分からプログラムＡが格納されている部分に切り替える
（ステップ３２０）。

次に、中央処理部２１１のレジスタの状態を、プログラ
ムＡからサブルーチン（プログラムＢ）を呼び出したと
きの状態に復元する（ステップ３２１）。切替情報レジ
スタ２３３には、第４図の手順３に示す情報が格納され
ているので、レジスタ情ＩＢを読み出して、中央処理部
２１１に転送する。

ステップ３１９でのマフピング情報Ａの続出し。

ステップ３２０でのレジスタ情報Ａの読出しが終わると
、切替情報レジスタ２３３内のマツピング情報Ａ、レジ
スタ情ｌＡを削除する（ステップ３２２）ａ 次に、中央処理部２１１では、プログラムＡからサブル
ーチンを呼び出した直後から処理を再開しくステップ３
２３）、マフピング切替制御部２３１は、ステップ３１
２以降を繰り返す。

中央処理部２１１でのプログラムＡの実行が終了すると
、ステップ３１２での実行終了か否かの判定で肯定判断
して、マツピング切替制御部２３１の制御を終了する。

■、　・　１のまとめ このように、中央処理部２１１で実行中のプログラムか
ら他のプログラムを呼び出す場合は、切替情報レジスタ
２３３にそのときの７２ピング情輻とレジスタ情報を格
納してから、マツピング機構部２２１でバンク切り替え
を行なう。また、呼び出されたプロゲラ１、から元のプ
ログラムへ復帰する場合は、切替情報レジスタ２３３に
格納されたマツピング情報を基にしてバンク切り替えを
行ない、レジスタ情報を中央処理部２１１のレジスタに
転送して、中央処理部２１１の処理を再開する。

従って、相互に関連する複数のプログラムを実行する場
合も、第５図に示すように、実・行するプログラムのみ
がアドレス空間に存在し、アドレス空間を有効に使用す
ることができる。

叉−久里見支肚皿撲 なお、上述した本発明の実施例にあっては、実行プログ
ラムがアドレス空間内に納まる大きさであるとしたが、
１つのプログラムがアドレス空間より大きく、分割して
実行する場合にも、本発明は適用できる。

また、「■、実施例と第１図との対応関係」において、
第１図と本発明との対応関係を説明しておいたが、これ
に限られることはなく、各種の変形態様があることは当
業者であれば容易に推考できるであろう。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、切替情報格納手段を
基にして、格納手段において処理手段が直接処理を行な
うことができるアドレス空間をバンク切替手段によって
切り替えることができるので、実用的には極めて有用で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアドレス空間制御方式の原理ブロック
図、 第２図は本発明のアドレス空間制御方式を適用したコン
ピュータシステムの構成図、 第３図は実施例におけるアドレス空間制御方式の動作説
明図、 第４図は実施例の切り替え情報レジスタに格納された情
報の説明図、 第５図は実施例の中央処理部のアドレス空間説明図、 第６図は従来例の説明図である。 図において、 １１１は処理手段、 １２１はバンク切替手段、 １３１は切替情報格納手段、 １４１は格納手段、 ２００はコンピュータ、 ２１１は中央処理部、 ２２１はマツピング機構部、 ２３１はマツピング切替制御部、 ２４１はメモリ、 ２５１は通信制御部、 ２６１は周辺制御部、 ２６３はプリンタ、 ２６５はキーボード、 ２６７はディスプレイ、 ２６９はハードディスク装置、 ２７１はフロッピーディスク装置、 ６４１はメモリ、 ６４３は補助記憶装置である。 ２ド、禿日日８厘埋フ゛ロ１．フ囚 第１図 不発Ｆ！ＪＪと血用に艶電例ω鳩氏日 第２図 第３図 切椙ａ都しジスタの書し６門口 第４図 （ａ） （ｂ） ｔ」ミ　劃　の　１５≧　６Ｅ）　　囚第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プログラム及びデータを処理する処理手段（１１１）と
   、 処理手段（１１１）が処理を行なうプログラム及びデー
   タを格納する格納手段（１４１）と、処理手段（１１１
   ）からの指示に応答して、格納手段（１４１）において
   処理手段（１１１）が直接処理を行なうことができるア
   ドレス空間を切り替えるバンク切替手段（１２１）と、 バンク切替手段（１２１）によって切り替えられる前記
   アドレス空間及び処理手段（１１１）の処理状態に関す
   る情報を格納する切替情報格納手段（１３１）と、 を備え、切替情報格納手段（１３１）に格納された前記
   情報を基にして、処理手段（１１１）のアドレス空間を
   切り替えるように構成したことを特徴とするアドレス空
   間制御方式。